2025-03-14
ในการก่อสร้างที่ทันสมัยและวิศวกรรมเครื่องกลความน่าเชื่อถือและความทนทานของระบบยึดนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยและอายุการใช้งานของโครงสร้าง เป็นผลิตภัณฑ์หลักในด้านการยึด คาร์บอนเหล็กจู่โจม เป็นที่โปรดปรานสำหรับความแข็งแรงสูงและการบังคับใช้ที่กว้าง อย่างไรก็ตามแกนกลางของประสิทธิภาพไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุเหล็กคาร์บอนเท่านั้น
1. หลักการทางกลของการออกแบบเธรด: จากแรงเสียดทานขนาดเล็กไปจนถึงการตรึงแมโคร
เธรดของสมอไม่ใช่ "รูปแบบต่อต้านลื่น" อย่างง่าย แต่โครงสร้างเชิงกลที่คำนวณได้อย่างแม่นยำ ฟังก์ชั่นหลักของมันสามารถย่อยสลายเป็นสามจุดต่อไปนี้:
การเพิ่มประสิทธิภาพของการกระจายความเครียด
เมื่อสมอเรือถูกผลักเข้าไปในสารตั้งต้น (เช่นคอนกรีต) ร่องเกลียวของด้ายจะขยายพื้นที่สัมผัสผ่าน "เอฟเฟกต์ลิ่ม" ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการออกแบบด้ายของสมอเหล็กคาร์บอนมาตรฐานสามารถลดแรงต่อหน่วยพื้นที่ได้ 30%-50%ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงสารตั้งต้นจากการแตกเนื่องจากความเข้มข้นของความเครียดในท้องถิ่น
การควบคุมแรงเสียดทานแบบไดนามิก
มุมเกลียว (โดยปกติจะ 55 ° -65 °) และระดับเสียง (6-10 เธรดต่อนิ้ว) ของด้ายส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแรงของการกัดระหว่างสลักเกลียวยึดและวัสดุฐาน เกลียวที่ลึกกว่า (ความลึกประมาณ 0.5-1.2 มม.) สามารถสร้างลูกโซ่เชิงกลในวัสดุฐานและความต้านทานการดึงออกอาจมากกว่า 3 เท่าของสลักเกลียวที่ราบรื่น
ความมั่นคงในสภาพแวดล้อมที่สั่นสะเทือน
ภายใต้โหลดแบบไดนามิก (เช่นแผ่นดินไหวและการสั่นสะเทือนของอุปกรณ์) "เอฟเฟกต์ล็อคตัวเอง" ของเธรดสามารถดูดซับพลังงานผ่านการเสียรูป การทดสอบมาตรฐาน ASTM E488 เป็นตัวอย่างการกระจัดของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนที่มีเกลียวที่ดีที่สุดในการทดสอบการสั่นสะเทือนแบบวงจรเป็นเพียง 1/5 ของสลักเกลียวที่ราบรื่น
2. ผลเสริมฤทธิ์กันของวัสดุและโครงสร้าง: ทำไมเหล็กกล้าคาร์บอนจึงต้องการพารามิเตอร์เธรดเฉพาะ?
ความแข็งแรงสูงของเหล็กกล้าคาร์บอน (ความต้านทานแรงดึง≥ 700mpa) ให้ความสามารถในการรับแบริ่งพื้นฐานสำหรับสลักเกลียวยึด แต่ถ้าการออกแบบด้ายไม่เหมาะสมมันจะนำไปสู่ความเสี่ยงสองประการ:
ความเสี่ยงของการแตกหักเปราะ: ด้ายลึกเกินไปจะทำให้ส่วนตัดขวางของก้านยึดและอาจแตกในระหว่างการติดตั้งแรงกระแทก
การขยายพื้นที่ไวต่อการกัดกร่อน: รูปร่างด้ายที่ไม่สมเหตุสมผลนั้นง่ายต่อการสร้างพื้นที่เก็บรักษาของเหลวเร่งกระบวนการสนิม
ดังนั้นข้อกำหนดของแผ่นยึดเหล็กคาร์บอนจึงต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดพิเศษดังต่อไปนี้:
ความลึกของด้ายแบบก้าวหน้า: รากลึก (ประมาณ 1 มม.) และด้านบนตื้น (ประมาณ 0.6 มม.) ลดความเข้มข้นของความเครียดในขณะที่ยังคงใช้แรงกัด
ขอบด้ายโค้งมน: เนื้อที่มีรัศมี≥ 0.1 มม. สามารถลดความน่าจะเป็นของการเริ่มต้นรอยแตกและยืดอายุความล้า
กระบวนการชุบสังกะสีพื้นผิว: ความหนาของการเคลือบ (ปกติคือ5-8μm) ที่ตรงกับร่องด้ายทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพการต่อต้านการกัดกร่อนจะไม่ได้รับความเสียหายจากโครงสร้างเธรด
iii. การตรวจสอบที่สำคัญในการใช้งานจริง: จากห้องปฏิบัติการไปยังสถานที่ก่อสร้าง
กรณีที่ 1: การวิเคราะห์ความล้มเหลวของการยึดผนังม่านของอาคารสูง
โครงการที่ใช้สลักเกลียวเหล็กคาร์บอนที่มีเกลียวที่ไม่ได้ปรับซึ่งคลายลงภายใต้ภาระลม หลังจากการทดสอบพบว่า 80% ของสลักเกลียวที่ล้มเหลวมีการสะสมผงคอนกรีตที่ด้านล่างของด้ายพิสูจน์ว่าพื้นผิวกัดไม่ได้สัมผัสอย่างเต็มที่ หลังจากเปลี่ยนไปใช้การออกแบบที่มีระดับความหนาแน่น (8 เธรดต่อนิ้ว) และมุมด้าย 60 °ระบบยึดผ่านการทดสอบอุโมงค์ลม 150 กม./ชม.
กรณีที่ 2: การทดสอบการสั่นสะเทือนฐานอุปกรณ์อุตสาหกรรม
ในการแก้ไขฐานคอมเพรสเซอร์ในโรงงานปิโตรเคมีได้ทำการเปรียบเทียบการออกแบบด้ายสองแบบ:
Type A (ด้ายสามเหลี่ยมแบบดั้งเดิม): 23% ของสลักเกลียวยึดคลายหลังจากใช้งาน 6 เดือน
ประเภท B (ด้ายสี่เหลี่ยมคางหมูที่รูทของอาร์ค): ศูนย์ความล้มเหลวในรอบเดียวกันและอัตราการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนลดลง 42%
iv. มาตรฐานอุตสาหกรรมและแนวโน้มในอนาคต
ตามมาตรฐาน ISO 898-1 และ ACI 355.2 เกลียวของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนคุณภาพสูงจะต้องผ่านการทดสอบที่เข้มงวดดังต่อไปนี้:
การทดสอบแรงบิด: แรงบิดการติดตั้งต้องไปถึง 50-80N · m (ข้อกำหนด M12) และเธรดไม่มีการลื่น
การทดสอบอายุการใช้งานความเหนื่อยล้า: 5000 รอบการโหลดที่โหลด จำกัด ± 15%, การกระจัด≤0.1mm
ในอนาคตด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการก่อสร้างอัจฉริยะการออกแบบเธรดจะรวมการจำลองแบบดิจิตอลเพิ่มเติม (เช่นการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด ) และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อให้ได้ "เธรดที่ปรับแต่งเอง" กับการปรับตัวที่แข็งแกร่งขึ้นกับสารตั้งต้นเช่น:
"ด้ายคู่เป็นผู้นำ" สำหรับคอนกรีตที่มีรูพรุน
"การเพิ่มประสิทธิภาพมุม Helix Anti-Frost" สำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ
ความละเอียดอ่อนของการออกแบบเธรดอยู่ในการแปลงศักยภาพของวัสดุของเหล็กกล้าคาร์บอนให้กลายเป็นแรงยึดที่เชื่อถือได้ในวิศวกรรมจริง จากหลักการเชิงกลไปจนถึงการประมวลผลรายละเอียดแต่ละเธรดเป็นความมุ่งมั่นอย่างเงียบ ๆ ต่อคำว่า "ความปลอดภัย" การเลือกโครงสร้างเธรดที่ผ่านการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ไม่เพียง แต่เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพทางเทคนิค แต่ยังเป็นความรับผิดชอบต่อคุณภาพทางวิศวกรรม ในด้านการยึดครองรายละเอียดมักจะกำหนดความสำเร็จขั้นสุดท้ายหรือความล้มเหลว